fuerza cortante y momento flexionante
TRANSCRIPT
qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
RESISTENCIA DE MATERIALES
Esfuerzo cortante y momento flexionante en vigas
qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas
50kN 20kN
D
CA
B
1m6m
2m
R1 R2
XX2m
2m 4m
20kNm
Vmax=30kNm
-20kNm
B C D
7 C C
V
X(m)
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
403.- Escribir las distribuciones de momentos flexionantes y fuerza cortante en las vigas de los problemas siguientes. Trazar también sus diagramas, marcando los valores en todos los puntos de discontinuidad, y en los de fuerza cortante nula. Despreciar el peso propio de la viga.
0 2 5 6 7
-30-20-10
010203040506070
Chart Title
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 2
A
X(m))
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION:
Aplicando momentos respecto al punto A se obtiene el valor de R2. Realizamos sumatoria de fuerzas en Y para obtener el valor de R1.
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 3
ΣMA=0 -50KN(2m)+R2(6m)-20KN(7m)=0 100KNm+140KNm= R2(6m) R2=240KNm6m
R2=40KN
ΣFy=0 R1-50KN+40KN-20KN=O R1=30KN
Tramo AB: VAB=30KN
Tramo BC: VBC=30KN-50KN VBC=-20KN
Tramo CD: VCD=30KN-50KN+40KN VCD=20KN
Tramo AB: MAB=30KN*(Xm) MAB=(30X)KN.m
X MAB
0 02 60
Tramo BC: MBC=30X-50(X-2) MBC=30X-50X+100 MBC=(-20X+100)KN.m
X MBC
3 406 -20
Tramo CD: MCD=30X-50(X-2)+40(X-6) MCD=30X-50X+100+40X-240 MCD=(20X-140)KN.m
X MCD
7 0
A
B
C
D
2m 3m 2m
40kN.mR1 R2
-4kN.m -4kN.m
Vmax=-10Kn.m
A DCB
-10
V
X
8
-32
B 2
Momento flector maximo=8kN.m
Mmax=-32kN.m
Mmin=0kN.m
C 5 D 7
-20
M
X
X=5 Punto de Inflexion
Y
X
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
404.- Viga cargada como se indica en la figura.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 4
X
XX
22 5
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION:
Efectuamos sumatoria de momentos en el punto D, para obtener el valor de R1. Realizamos sumatoria de fuerzas en Y. Y así obtenemos el valor de R2
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 5
ΣMD=0 -40-(5R1+7(10))kN.m=0 5mR1=(70-40)kN.m R1=6kN.m
ΣFy=0 (-10+6+R2)kN.m=0 4kN.m= R2
R2=4kN.m
Tramo AB: VAB=-10kN
Tramo BC: VBC=(-10+6)Kn VBC=-4kN
Tramo CD: VCD=(-10+6)Kn VCD=-4kN
Tramo AB: MAB=(-10X)kN.m
X MAB
0 01 -102 -20
Tramo BC: MBC=(-10X)kN.m+6(X-2)kN.m MBC=(-10X+6X-12)kN.m MBC=(-4X-12)kN.m
X MBC
3 -244 -285 -32
Tramo CD: MCD= (-10X+6(X-2)+40)kN.m MCD= (-10X+6X-12+40)kN.m MCD= (-4X+28)kN.m
X MCD
5 86 47 0
10kN/m2m
30kN
10m
A C
B
R1 R2
XX2
A CBX
Y
Mmax=156.8kN.m X=4.4m
A B C
M
X
Vmax=74Kn
54kN
24kN
Vmin x=4.4m
-56kN
A B C
X
V
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
405.- Viga cargada como se indica en la figura.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 6
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION: Efectuamos sumatoria de momentos en el punto R1, para obtener el valor de R2. Se realiza sumatoria de fuerzas en Y. Para obtener R1
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo.
Sabemos que:
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 7
ΣMR1=0 (-30(2)-100(5)+10(R2))kN.m=0 10(R2)=560kN R2=56kN
ΣFy=0 (R1-30-100+56)Kn=0 R1=74kN.
Tramo AB: VAB=74kN-10(X)Kn VAB=(74-10X)Kn
X VAB
0 741 642 54
Tramo BC: VBC=(74-30-10(X))kN VBC=(44-10X)Kn
X VBC
2 244 46 -168 -3610 -56
Tramo AB: MAB=[74(X)-(10(X))(X/2)] MAB=(74X-54X2)kN.m
X MAB
0 01 692 1280.5 37.751.5 99.75
Tramo BC:
MBC=74(X)-30(X-2)-(10X)(X2
)
MBC=(74X-30X+60-5X2)kN.m MBC=(-5x2+44x+60) kN.m
X MBC
2 1284 1566 1448 9210 0
Vmax=74kN; X=0
Vmin=0kN; x=4.4m
Xmax=dM BC
dx=0
44-10x=0 x=4.4, siendo MBC=156.8
2m
2m 4mA B D
C
40kN
R1 R2
20kN/m
XX2
2 2
X=2mX
Y
40kN.m
MMAX= -80kNm
X=3.77m
X
M
A B C D
-60kN
-40kN
Vmax=80Kn x=2mV
X
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
406.- Viga como se muestra en la figura.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 8
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION
Realizamos momentos en el punto D, para obtener el valor de R1. Efectuamos sumatoria de fuerzas en el plano Y, para obtener el valor de R2.
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes)
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 9
ΣMD=0 40Kn(2m)+120kn(3m)-R1(4m)+20kn(6m)=0 80kn.m+360kn.m+120kn.m= R1(4m) R1=140KN
ΣFY=0 -20+140-120-40+R2=0 -40+R2=0 R2=40kn
VAB=-20kn-(20knm
)(Xm)
VAB=(-20-20x)kN.
X VAB
0 -201 -402 -60
VBC=(-20-20x+140)kN. VBC=(120-20)kN
X VBC
2 803 604 40
VCD=(-20-20x+140-40)kN. VCD=(80-20X)Kn
X VCD
4 05 -206 -40
MAX=80kN X=2m
MAB=(-20X-(20X)(X2
))kN.m
MAB=(-20x-10x2) kN.m
X MAB
0 01 -302 -80
MBC=(-20X+140(X-2)-(20X)(X2
))kN.m
MBC=(-20X+140X-280-10X2)kN.m MBC=(120X-10X2-280) kN.m
X MBC
2 -803 -104 40
MCD=(-20X+140(X-2)-40(X-4)-(20X)(X2
))kN.
MCD=-20X+140X-280-40X+160-10X2 MCD=80X-10X2-120
X MCD
4 405 306 0
MMAX=-80kN.m, en X=2m
Punto de inflexión (120X-10X2-280)=0 X=3.17m
Y
MMAX=57.66kN.m x=2.8m
X
M
X
V24kN
VMIN
VMAX=-36kN
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
407.- Viga cargada como se indica en la figura.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 10
5m
A D
CB
R2R1
X
X
X
2
22
2m 2m
30kN/m
X
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION:
Realizamos momentos respecto al punto A, para obtener el valor de R2
Efectuamos sumatoria de fuerzas en Y, para conocer el valor de R1.
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 11
ΣMA=0 -60kN(3m)+5(R2)m=0 R2=36Kn
ΣFY=0 R1-60kN+36kN=0 R1=24kN
VAB=24kNVBC=24Kn-(30kn/m)(x-2)m VBC=(84-30x)Kn
X VBC
2 243 -64 -36
VCD=24Kn-60kN VCD=-36kN
MAB=(24x)Kn
X MAB
0 01 242 48
MBC=(24x)-30(X-2)(X-2)/2 MBC=24X-15X2+60X-60 MBC=84X-15X2-60)Kn.m
X MBC
2 483 574 36
MCD=24X-60(X-3) MCD=24X-60X+180 MCD=-36X+180)kN.m
X MCD
4 365 0
VMAX=36Kn X=4
MMAX=57.6Kn.m X=2.8
A
6mX
X2m1m
30Kn/m 15Kn/m
60Kn(Puntual)
2m
B
C X
Y
R1 R2
X
V
VMAX=70Kn X=0
10kNX=2.66
-50kN
X
Y
MMAX=83.33KN.m X=2.66m
X
Y
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
408.- Viga cargada como se indica en la figura.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 12
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION
Efectuamos momentos en el punto A, para conocer el valor deR2
Realizamos sumatoria de fuerzas en Y, para obtener el valor de R1
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 13
ΣMA=0 -60KN(1m)-60kn(4m)+6(R2)(m)=0 R2=50KN
ΣFY=0 R1-60KN-60KN+50KN=0 R1=70KN
VAB=70KN-(30KN/m)(Xm) VAB=(70-30X)KN
X VAB
0 701 402 10
VBC=70KN-60KN-(15KN/m)(x-2) VBC=(40-15X)KN
X VBC
2 103 -54 -205 -356 -50
VMAX=70KN X=0
MAB=70X-30X(X/2) MAB=(70X-15X2)KN.m
X MAB
0 01 552 80
MBC=[70X-60(X-1)-15(X-2)(X−22
)]KN.m
MBC=70X-60X+60-7.5(X2-4X+4) MBC=(10X+60-7.5X2+30x-30) MBC=(40X-7.5X2+30)KN.m
X MBC
2 803 82.54 705 4282.5.56 0
MMAX=83.33KN.m X=2.66m
AB C
X
X
W(N/m)X
Y
X
Y
A CB
VMAX=-WL/2
X
V
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
409.- Ménsula cargada como se indica en la figura.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 14
AB C
MMAX=-WL2/8 X=L/2
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 15
Tramo AB VAB=[-W(N/m)][X(m)] VAB=(-WX)N
X VAB
0 0L/2 -(WL/2)
Tramo BC VBC=[-W(N/m)][L/2]m
VBC=(−WL2
)N
Tramo AB MAB=[-W(X)][X/2]N.m
MAB=(−W X2
2)N.m
X MAB
0 0L/2 -WL2/32L/4 -WL2/8
Tramo BC MBC=[-WL/2][X-L/4] MBC=[−WL2
X+W L2
8]N.m
X MBC
L/2 -WL2/8L/4 0
W[N/m]
CG
2/3 1/3
2/3
X
L
X
Y
X
Y
-WL2/48
-WL2/6 MMAX
A B X
M
-WL/8
-WL/2 VMAX
A B X
V
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
4.10.- Ménsula cargada como se indica en la carga triangular.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 16
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 17
YW
=XL
Y=WL
X F=(12
X)(WL
X) F=
W X2
2 L
VAB=(- W X2
2 L)N
X VAB
0 0L/2 -WL/8L -WL/2
MAB=[(-W X2
2 L¿N][X/3]m
MAB=(-−w x3
6 l)N.m
X MAB
0 0L/2 -WL2/48L -WL2/6
X
X
L
L-XX
X
A
B
W-Y
Y
W(N/m)
F=WX2/2
A1
XBA
-
-
MMAX
M
L/2 L/2 BA
A
A VMAX
X
V
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
4.11.- Ménsula con la carga triangular, la cual varia de W(N/m) el extremo libre a cero en la pared.
Obtenemos la fuerza en el triángulo A1, así como en el rectángulo.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 18
WL
=YL−X
Y=
W (L−X)L
=WLL
-
WXL
Y=W-WXL
Fuerza en el Triángulo. F=1/2X(W-Y) F=1/2X(W-
W+W(X/L)) F=W X2
2 L
Rectangulo F=XY
F=X(W-WXL
)
F=X(LW−WX
L)
F=XWL
(L-X) F=
WL
(XL-X2)
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 19
VAB=-FTRIANGULO-FRECTANGULO VAB=
W X2
2 L-WL
(XL-X2) VAB=
−W X2
2 L-W XL❑
L+W X
2
L
VAB= W X2
L(1-1/2)-
W XL❑
L
VAB=(W X2
L-WX)N.m
MAB=23
X(-W X2
2 L)+12
X[- WL
(XL-
X2)] MAB=- W X3
3 L - 12
X2W +
W X3
2 L MAB=( W X
3
6 L - W X
2
2
10KN/m
A
B
CD
2m6mx
x
x4
2
2
R1 R2
X
Y
X=5.23m
DCBA
MMAX=25KN.m X=3m
MMIN
-20KN.m
X
M
10KN20KN
VMAX=-30KN
X=3A
B
C D X
V
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
4.12.- Viga con carga indicada en la figura.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 20
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION
Realizamos sumatoria de momentos en A, para obtener el valor de R2. Efectuamos sumatoria de momentos en Y, para obtener el valor de R1.
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 21
ΣMA=0 -60KN(5m)+6(R2m)=0 R2=300KN.m/6m R2=50kn
ΣFY=0 R1+R2-60KN=0 R1=60KN-50KN R1=10KN
VAB=10KN VBC=10KN-10(KN/m)(X-2)m VBC=(10-10x+20)KN VBC=(-10X+30)KN
X VBC
2 104 06 -30
VCD=10KN+50KN-10(KN/m)(X-2)m VCD=(60-10x+20)KN VCD=(80-10X)KN
X VCD
6 207 108 0
MAB=10X(KN)
MBC=[10X-10m
(X-2)m(X−22
)m]KN MBC=10X-5(X2-4X+4)KN.m MBC=(-5x2+30X-20)KN.m
X MBC
2 203 254 205 56 -20
MCD=10X+50(X-6)-10(X-2)(X−22
)
MCD=60X-5X2+20X-20-300 MCD=(80X-5X2-320)KN.m
X MCD
6 -206.5 -11.257 -57.5 -1.258 0
10KN/m
Carga Puntual. 60KN
AB C D
E
1m 1m 3m 2m
XX
X
X11
11
1
3
X
Y
M
X
10KN.m
-15KN.m
MMAX= 20KN.m
3m
10KN
-20KN
VMIN
VMAX= -20KN
X
V
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
4.13.-Viga con la carga indicada en la figura.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 22
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION
Realizamos sumatoria de momentos en el punto A, para obtener el valor de R2
Efectuamos sumatoria de fuerzas en Y, para obtener el valor de R1.
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 23
ΣMA=0 25KN.m-50KN(4.5m)+5(R2) R2=40KN
ΣFy=0 R1-50KN+ R2=0 R1=10KN
VAB=10KN
VBC=10KN
VCD=10KN-10KN/m(X-2)m VCD=(-10x+30)KN
X VCD
2 105 -20
VDE=10KN+40KN-10KN/N(X-2)m VDE=(-10X+70)KN
X VDE
5 206 107 0
MAB=10X(KN)
MBC=(10X - 25)KN
X MBC
1 -152 -5
MCD=10X-25-10(KN/m)(X-2)m(X-2)/2 MCD=10X-25-5X2+20X-20 MCD=(-5X2+30X-45)KN.m
X MCD
2 -53 04 -55 -20
MDE=10X-25-10(X-2)(X-2)/2+40(X-5) MDE=50X-225-5X2+20X-20 MDE=(-5X2+70X-245)KN.m
X MDE
5 -106 -57 0
8KN/m
A
B
C
2m
X
2m X
20KN
X
Y
XM
-16KN.m
MMAX=-40KN.m
X=2.5m
X
V
A B CVMIN
-4KN
-16KNVMAX= -20KN
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
4.15.- Ménsula con la viga indicada en la figura.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 24
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 25
VAB=-8(KN/m[X(m)] VAB=-8X(KN)
X VAB
0 01 -82 -16
VBC=20(KN)-[8(KN/m)(Xm)] VBC=(20-8X)KN
X VBC=2 43 -44 -125 -20
MAB=-8X(X2
)
MAB=-4X2(KN.m)
X MAB
0 01 -42 -16
MBC=[20(X-2)-8X(X2
)]KN.m
MBC=(-4X2+20X-40)KN.m
X MBC
2 -163 -164 -245 -40
VBC=(20-8X)KN X=20/8 X=2.5
X=2.5 Es en donde se encuentra VMIN
C
2KN/m
A
B2m
X
X
5KNF
F
3m
CBAX
M
MMAX=-29.4KN.m
-4KN
VMAX= -14.5KN
XV
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
4.14.- Ménsula con la carga indicada en la figura.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 26
L
A B
X
2/3LR2R1
W()
FG=
G
A BX=
MMAX=
M
X
VMAX=-
X= X=
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
4.16.-Viga con la carga triangular que indica la figura.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 27
X
V
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION
Realizamos momentos en el punto A, para obtener el valor de R2.
Efectuamos sumatoria de fuerzas en Y, para conocer el valor de R1.
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante). Se realiza una relación de triángulos.
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).
Tabla de Valores
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 28
FG=12
[W(Nm
)] [L(m)]
FG= WL2
[N]
ΣMA=0
ΣMA=(-WL2
)(2L3
)+LR2
R2=W L2
3L
R2=WL3
ΣFY=0
R1+R2-WL2
=0
R1=WL2
-WL3
R1=
YW
=XL
Y=
WXL
F=12
X(
WXL
) F=
W X2
2 L
Y
X
VAB=WL6
-W X2
2 L
MAB=WL6
X-W X2
2 LX3
MAB=WLX6
- W X3
2 L
VAB=WL6
-W X2
2 L
X VAB
0 WL/6L/2 WL/24L -WL/3
VAB=0 (Cruce con X)
0=WL6
-W X2
2 L
WL6
=W X2
2 L X2=
2W L2
6W= L
2
3 X=L/
√3 X=0.577L
MAB=WLX6
- W X3
2 L
X MAB
0 0L/2 WL2/16L 0
MAB.MAXIMO=WL6
( L√3
)- W L3
6 L√33
MAB.MAXIMO=3W L2−W L2
6(332)
=2W L2
6 (332)
MAB.MAXIMO=W L2
3¿¿ MAB.MAXIMO=
L/2 L/2
X
R1=WL/4 R2=WL/4
G
X/3 [W()x[(m)]=(N)
X
MMMAX= [N.m]
A B X
V
X=L/2
VMAX=(N)
(N)
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
4.17.- Viga con la carga triangular que indica la figura
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 29
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION
Realizamos momentos en el punto A, para conocer el valor de R2.
Efectuamos sumatoria de fuerzas para obtener el valor de R1.
Realizamos una relación de triángulos.
Empleando la formula V=ΣFyizquierda. Usamos la formula M= ΣMizquierda.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 30
ΣMA=0 [-WL2
(N)]x[L2
(m)]+
[L(R2)]=0 R2=W L2
4 L
R2=WL4
ΣFY=0
R1+WL4
-WL2
=0
R1=WL2
-WL4
R1=WL4
XL/2=
YW
Y=
F=12
XY=(12
X)(
2WXL
) F=W X2
L
VAB=-W X2
L+R1
VAB= ( WL4
- W X2
L)N
X VAB
0 WL/4L/2 0L -WL/4
MAB=WL4
(X)-W X2
L(X3
)
MAB=[WLX4
-W X3
3 L]N.m
X MAB
0 0
5K(N/m)
5KN=Carga Puntual
B C D
2m 2m 1m
XX
X22
2
VMAX=-10KN
V
X
MMAX=30KN.m
-30KN.m
X
M
X
Y
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
418. MÉNSULA CARGADA COMO INDICA LA FIGURA
+
-
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 31
A
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCIÓN
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)
VAB= -5 KN . Xm VBC= -10KN VCD=-10KN
m
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 32
VAB=-55X(KN)
X VAB
0 01 -52 -10
MAB=[5(KN/m)][Xm][X/2m] MAB=(-5/2)x2KNm
X MAB
0 01 -2.52 -10
MBC=-10(X-1) MBC=-10X+10 MBC=(-10X+10)KN.m
X MBC
2 -103 -204 -30
MCD=-10(X-1)+60 MCD=-10X+10+60 MCD=(70-10X)KN.m
X MCD
4 305 20
X=2.3237m
-12KN
VMAX=18KN
A
B
C
V
X
3m 2m
XX
R1R2
20KN/m
1/3
A B C
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
419.- Viga cargada como indica la figura.
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 33
A
M
XB C
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCION
Realizamos una relación de triángulos. Efectuamos momentos en el punto A, para obtener el valor de R2. Con sumatoria de fuerzas en Y, conocemos el valor de R1.
Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)
Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 34
X3
=Y20
Y=
20 X3
F=12
XY=12
X(
ΣMA=0
-30KN(233)+5R2=0
R2= 12KN
ΣFy=0 R1+ R2-F=0 R1=18KN
VAB=(18-10 X2
3)KN
X VAB
0 181 14.6672 4.6673 -12
MAB=18X-10 X2
3X3
MAB=(18X-10 X3
9)KN.m
X MAB
0 01 16.832 27.113 24
18-10 X2
3=0 X2=
5410
=5.4
X=2.32379m
A
RP
B
A
RP
B
R
YX’
X
Y
P
B
A
V
X
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
421.- Determine las distribuciones de fuerza cortante y momento flexionante en la barra curva de la figura P-421, en el caso: a.-) De que la fuerza P sea vertical como esta indica. b.-) En el caso de que la horizontal y la dirigida hacia la izquierda.
SOLUCION
a.)
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 35
θ=(0;900)=(0;π2
rad)
ΣFx’=0 –V-P(Cosθ)=0 V=-P(Cosθ)
ΣM1-1=0 M+P(RxSenθ)=0 M=- P(RxSenθ)
R
P
R(Co
sθ)
θV
N
Y’
A
RP
BY
X’
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
b.)
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 36
ΣFx’=0 -V-P(Sen)=0 V=-P(Sen)
ΣM1-1=0 M+P(R-R(Cosθ)=0 M=-PR(1-COSθ)
x
B C
x
15 KN m
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
20.- Una carga distribuida, con un total de 60 KN, soportada por una reacción uniforme.
A
60KN
c 2m 4m 2m
2 4
30
25
20
15
10
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 37
X
D
60KN
60KN
x
2
X
X=4m
V máx = 15KN15
10
5
-5
- 10
-15
M máx= 30KN.m
-15KN
M
V
X
X
X
X
V
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
SOLUCIÓN
Empleando la formula V=ΣFyizquierda. Usamos la formula M= ΣMizquierda.
VAB=7,5KN. Xm VBC= 7,5X -15(X-2) VCD=7,5X-60
m
VAB=7,5X) KN VBC= 7,5X-15X+30 VCD=(7,5X-60)
VBC= (-7,5X+30)KN
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 38
x VAB
0 01 7.52 15
X VBC
2 154 06 -15
X VCD
6 -157 -7.58 0
MAB= 7,5X(X/2) MAB=3.75X2
X MAB
0 01 3.752 15
MBC=3.75X2-15(X-2)(X-2)/2 MBC=(-3.75X2+30X-30)KN.m
X MBC
2 153 26.254 305 26.256 15
MCD=3.75X2-60(X-4) MCD=3.75X2-60X+240
X MCD
6 157 3.758 0
-7,5X+30=0 X=4m
MMAX=30KN.m
R1 R2
A
B
C
V VN N
θ
-
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
422.- Determinar las distribuciones de V y M en el arco semicircular de la figura, si: a.)La fuerza Pes vertical como se indica. b.) Si la horizontal y hacia la izquierda, pero aplicada en el mismo punto.
a.)
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 39
Reacciones
R1= R2=P2
Corte 1-1; θ=(0,π2
)Tramo AB
ΣFy=0 V-R1=0 V=R1
V=P/2)Sen θ
ΣM=0
M-(P2
)[R(1-Cosθ)]=0
M=P2
[R(1-Cosθ)] M=
PR2
[1-Cosθ]
Corte 2-2; θ=(π2
,π
)Tramo BC
ΣFy=0 V+P2
Sen(θ-π2
)=0 V=-
P2
Senθ
ΣM=0 (P2
)R[1-Cos(θ - π2
)]=0
M=(PR2
)[1+Cosθ]
Y
X
PR/2
Y
X
P/2
P
A
B
C
R1 R2
r2
P
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
b.)
FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 40
Reacciones ΣM1=0 P(R)-R2(2R)=0 R2=P/2
ΣFy=0 R1-R2=0 R1=R2
R1=P/2
ΣFy=0 -P+r2=0 P=r2
Tramo BC: θ=(π2
; π)
ΣFr=0
V+P(Sen(θ-π2
) - P2
COS(θ-π2
)
V=P2
COS(θ-π2
)- P(Sen(θ-π2
)
V=P2
(Senθ + P(Cos θ))
V1=P2
… θ=π2
ΣM=0
P[R8Cos(θ-π2
)-P2
{R[1-Sen(θ-π2
)]}
PR[CosθCosπ2
-SenθCosπ2
]-PR2
{1-[SenθCosπ2
+Cos θSenπ2
]}-
M=0 PR(Senθ-PR2
(1+Cosθ))-M=0
M= PR(Senθ+PR2
(1+Cosθ))
M1=PR(Sen900)-PR2
(1+Cos900) M1=PR2